车载液氢汽化器换热研究

发布时间：2020-07-11 20:31

【摘要】：近几年,因环境和能源问题,氢能汽车在全球范围内得到了空前发展。车载储氢技术也因此不断进步。低温液态储氢方式因其单位质量储氢密度高、安全性能好等特点,受到越来越多的关注。本文以此为工程背景,研究了燃料电池汽车车载供氢系统,并从传热学、热力学和流体力学的角度,对车载液态储氢供氢系统中的关键设备—汽化器,进行了深入的理论分析和实验研究。首先,结合燃料电池冷却系统及车辆综合热管理,确定了汽化器的热量来源及其结构类型,并对汽化器内涉及到的换热过程进行分析,整理总结了适合不同换热区的换热关联式,以此为基础,对汽化器进行设计计算。其次,建立了车载液氢汽化器换热物理和数值计算模型,利用Fluent软件对汽化器的换热情况进行计算,编译UDF描述汽化器内低温液体相变过程,选用混合物模型描述多相流,采用标准k-ε方程描述湍流流动过程,得到了汽化器在不同供气流量和循环水流量下流体温度、流动压降和管壁最低温度等参数。最后,搭建了实验平台,开展车载液氢汽化器的换热研究,分析研究了循环水的温度和流量以及低温液体流量对汽化器换热的影响。通过理论分析、数值模拟和实验研究,得到车载液氢汽化器换热规律,所得结果对车载液氢供气系统和车载液氢汽化器的设计提供了基础。
【学位授予单位】：中国航天科技集团公司第一研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U464.136

【参考文献】

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本文编号：2750893